哲学家共餐

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问题描述：

  • 五个哲学家在一起吃饭，大家围坐在一个圆桌周围，每个人面前有一盘食物，一根筷子。每个哲学家有三种状态：
思考，饥饿，吃饭，怎样用计算机的角度来描述这个问题：

简单的计算机语言过程


Philosopher  i:
           do{
               ...
               hungry
               ...
               if(F(chopstick[i])&&F(chopstick[(i+1)%5]))
              {
               P(chopstick[i])
               p(chopstick[(i+1)%5])
               }
               else break;
                ...
               eat
               V(chopstick[i])
               V(chopstick[(i+1)%5])
               ...
               think
               ...
             }while(1);
 
 

方法需要改进

当哲学家获得其左边的筷子以后，查看其右边的筷子是否可用，如果不可用，则“谦让”，放下其已经获得的左边的筷子，等一段时间再重复这个过程。（右方优先）
还有一种条件更强的解决方案，就是当且仅当左右两边的筷子都可用时，才允许他拿筷子。（左右限制）
第三种方法比较细致：规定排名奇数位的哲学家只许拿左边的筷子，排名偶数位的哲学家只需拿右边的筷子，（区别限制）
下面是第二种方案的过程：

#define N 5               //五个哲学家
#define THINKING 0        //
#define HUNGRY 1         //
#define EATING 2         //
int state[N]             //定义哲学家的不同状态
Semaphore mutex=1;       //互斥的信号量
Semaphore s[N]=0;        //哲学家的信号量
 
void test(int i)
{
  if((state[i]==HUNGRY)&&(state[(i-1)%5!=EATING)&&(state[(i+1)%5]!=EATING))
   {
 state[i]=EATING;
 V(&s[i]);
   }
}
 
 
 
state[i]=THINKING;
s[i]=0;
void philosopher(int i)
{
   while(true)
    {
      think;
      P(mutex);
      state[i]=HUNGRY;
      test(i);
      V(mutex);
      P(s[i]);
       pick up the left chopstick;
       pick up the right chopstick;
         eat;
       drop down the right chopstick;
       drop down the left chopstick;
      P(mutex);
      state[i]=THINKING;
      test((i-1)%5);
      test((i+1)%5);
      V(mutex);
    }
}

下面是第三种方法的过程描述：


Void philosopher(int i)
{ while (true)
  {
     思考；
      if i%2=0
      {
          P(chopstick[i]);
          P(chopstick[(i+1)%5]);
             吃饭；
         V(chopstick[(i+1)%5]);
        V(chopstick[i]);
      }
     else{
         P(chopstick[(i+1)%5]);
         P(chopstick[i]);
             吃饭；
         V(chopstick[i]);
         V(chopstick[(i+1)%5]);
       }
   }
}
 

算法的具体实现